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Quels sont les avantages d'un neurone à plusieurs dendrites ?

Quels sont les avantages d'un neurone à plusieurs dendrites ?

Quels sont les avantages d'un neurone avec plusieurs dendrites par rapport à un neurone avec moins de dendrites ?


Plus d'entrée dendritique rend un neurone plus approprié comme un intégrateur. Cependant, plus un neurone a de dendrites, moins il transmettra fidèlement un seul signal entrant, car une autre entrée entrante peut interférer avec la transmission. Par conséquent, un neurone avec une seule dendrite sera mieux adapté à fidèlement relais signaux entrants.

Parmi les neurones les plus fidèles se trouvent les cellules bipolaires coniques dans la partie centrale de la rétine, qui reçoivent une seule entrée et transmettent une seule sortie (Purves et al., 2001) via un seul axone à la cellule ganglionnaire rétinienne dont les axones constituent le nerf optique, tandis qu'à l'autre extrémité du spectre il y a, par exemple., les Cellules de Purkinje dans le cervelet qui peut recevoir l'entrée de 80 000 fibres (Konnerth et. Al, 1998).

Les références
- Konnerth et. Al, PNAS (1998); 87: 2662-5
- Purves et al. (éd.), éditeurs. Neurosciences. 2sd éd. Sunderland (MA) : Sinauer Associates (2001) Spécialisation fonctionnelle des systèmes Rod et Cone


Vous voulez améliorer la mémoire ? Renforcez vos synapses. Voici comment

Les signaux électriques se déplacent de la cellule (en haut à droite) le long de l'axone vers la synapse (détail à gauche), où ils sont relayés à travers la fente synaptique vers les cellules voisines sous la forme de produits chimiques appelés neurotransmetteurs.

Newswise — Nourrir les connexions neuronales peut protéger votre mémoire et vous aider à rester mentalement alerte.

Un esprit vif et une mémoire forte dépendent de la vitalité du réseau de neurones interconnectés de votre cerveau, et en particulier des jonctions entre ces neurones appelées synapses. Étant donné que de nombreux changements cérébraux qui accompagnent le vieillissement et les troubles mentaux sont associés à une détérioration ou à une perte de synapses, apprendre des moyens de renforcer et de protéger ces connexions importantes peut vous aider à retarder ou à éviter le déclin cognitif.

Ces résultats apparaissent dans le numéro de février de Mind, Mood and Memory, un bulletin d'information du Massachusetts General Hospital, un centre d'excellence de premier plan dans le domaine de la forme cognitive. (Pour plus d'informations, cliquez sur http://www.mindmoodandmemory.com.)

La synapse est le point de communication entre un neurone et un neurone voisin, une cellule musculaire ou une cellule glandulaire. C'est le site où presque toutes les activités cérébrales importantes émergent. À cet écart entre l'axone de relais de message d'une cellule cérébrale et les dendrites de réception de message de son voisin, des produits chimiques appelés neurotransmetteurs sont libérés et absorbés dans un processus de transmission d'informations qui se propage dans de vastes réseaux de cellules.

Il y a des milliards de synapses dans le cerveau : chacun de nos plus de 100 milliards de neurones peut être connecté à des centaines d'autres cellules par jusqu'à 10 000 synapses. Ensemble, ils forment un instrument complexe et flexible sur lequel se joue la musique de nos pensées, comportements et sentiments.

La recherche a établi que, parmi ses nombreuses fonctions, la synapse joue un rôle important dans l'apprentissage et la mémoire. Les nouvelles informations sont absorbées et conservées par un processus caractérisé par des changements dans les interconnexions synaptiques entre les neurones de l'hippocampe et du cortex cérébral, des régions du cerveau associées à la mémoire. Mais la capacité d'apprendre et de se souvenir, ainsi que d'autres processus mentaux et émotionnels, peut être influencée par les effets du mode de vie et de l'environnement sur les synapses. Des études suggèrent que les neurones qui sont affectés par des facteurs tels que le stress, le manque de stimulation ou les neurotoxines peuvent être entravés dans leur capacité à former de nouveaux modèles de connectivité et peuvent perdre leurs connexions synaptiques. "La psychiatrie traite essentiellement des problèmes cérébraux qui se produisent au niveau synaptique et au niveau des connexions entre les neurones dans différentes régions du cerveau", explique Eric M. Morrow, MD, PhD, instructeur en psychiatrie à la Harvard Medical School et chercheur en neurosciences et génétique au Massachusetts. Hôpital général. « La plupart des médicaments qui ont été développés pour traiter l'humeur et d'autres troubles neuropsychiatriques fonctionnent à ce niveau. que ceux associés à un accident vasculaire cérébral ou à une lésion cérébrale sont effectués par des neurologues.

"Les chercheurs développent des moyens d'étudier les neurotransmetteurs dans la synapse pour mesurer leurs effets sur la plasticité cérébrale (capacité à changer en réponse à l'expérience), l'apprentissage et la mémoire, et découvrir leur association avec des troubles tels que les troubles cognitifs légers (MCI), la maladie d'Alzheimer et la dépression », ajoute-t-il. « Bien que les symptômes associés à la santé mentale ne soient pas subtils, il est difficile de visualiser le fonctionnement du cerveau au niveau de la synapse. Il s'agit d'un problème très difficile mais important. De nouveaux outils sont en route qui pourraient un jour aider les scientifiques à approfondir leur compréhension. de la fonction synaptique."

Comment fonctionne la synapse Les neurones envoient et reçoivent des messages à l'aide de leur axone unique - un filament tubulaire qui conduit les signaux électriques loin de la cellule - et des dendrites - des projections avec une structure arborescente qui reçoivent des signaux d'autres cellules à travers une synapse. Lorsqu'une cellule communique avec une autre, elle envoie une onde d'activité électrique le long de son axone vers l'un des groupes de terminaux présynaptiques, des branches à l'extrémité de l'axone qui sont positionnées à proximité des dendrites d'une cellule voisine.

Dans la plupart des communications cellulaires, une fois qu'un signal atteint la terminaison présynaptique, l'influx nerveux est transformé en un message composé d'un ou plusieurs neurotransmetteurs. Ces neurotransmetteurs sont ensuite libérés dans un espace appelé fente synaptique, où ils relaient leur message en se liant à des récepteurs sur la membrane post-synaptique de la cellule voisine.

Il est généralement admis que l'apprentissage se produit lorsque l'acquisition de nouvelles informations provoque des changements synaptiques, mais les scientifiques ne savent pas encore précisément comment ces changements se produisent. Plusieurs théories ont été proposées. Dans l'une, appelée la théorie de Hebbian, on pense que deux cellules ou systèmes de cellules qui sont activés à plusieurs reprises en même temps auront tendance à devenir « associés », de sorte que l'activité de l'une augmente la probabilité que l'autre devienne actif. On pense que la co-activation répétée des cellules connectées apporte des changements physiques dans le cerveau, tels que le développement de nouvelles synapses entre les neurones ou plusieurs récepteurs dans la membrane post-synaptique, qui conduisent à une mémoire durable.

Une autre théorie attribue l'apprentissage au renforcement des synapses existantes. On pense que le cerveau en développement surproduit des synapses tôt dans la vie. Par la suite, l'expérience, en activant certaines cellules nerveuses à plusieurs reprises et en ignorant d'autres, détermine quelles synapses deviennent matures et stables et lesquelles se fanent dans un processus d'élagage synaptique. Au fil du temps, ce processus ne nous laisse que des synapses hautement fonctionnelles. On pense que l'apprentissage et la mémoire se produisent lorsque la stimulation répétée d'ensembles de neurones renforce la communication entre les synapses, une condition appelée potentialisation à long terme.

Maintenir les synapses en bonne santé Le maintien des cellules cérébrales et des synapses en bon état est essentiel, car les performances mentales dépendent totalement de la santé du réseau complexe de milliards de synapses du cerveau. La détérioration ou la perte de synapses peut entraîner des changements d'humeur et de cognition, et des altérations du fonctionnement du cerveau telles que celles associées aux troubles neurologiques ou au vieillissement.

Le stress est une cause majeure de dysfonctionnement synaptique. La recherche montre qu'une exposition prolongée au stress peut interférer avec la fonction des neurotransmetteurs. Des quantités excessives de glutamate, un neurotransmetteur excitateur, peuvent s'accumuler dans la synapse. À des concentrations élevées, le glutamate devient une toxine qui peut interférer avec l'apprentissage et endommager les cellules des régions de mémoire du cerveau. Des recherches présentées lors de la convention de l'American Psychological Association en 2006 suggèrent que le stress répété remodèle le cerveau et provoque le rétrécissement des neurones de l'hippocampe et du cortex préfrontal. Le stress peut également conduire à la dépression, qui est associée à des troubles de la mémoire.

Un certain nombre d'études suggèrent que le manque de stimulation est associé à un nombre réduit de connexions synaptiques dans le cerveau, un facteur qui peut augmenter la vulnérabilité à la maladie d'Alzheimer (MA). Par exemple, les scientifiques qui ont utilisé un microscope électronique pour comparer les tissus cérébraux post-mortem du cortex préfrontal de 16 sujets ont découvert que ceux dont les professions nécessitaient plus de compétences ou d'éducation avaient 17% de synapses en plus pour chaque neurone que ceux avec moins d'éducation. Une autre étude suggère que les personnes âgées qui aiment une variété d'activités intellectuellement stimulantes (comme jouer d'un instrument de musique, résoudre des énigmes ou lire) ont un risque plus faible de développer une démence. On pense que le plus grand nombre d'interconnexions neuronales associées à une activité intellectuelle régulière peut fournir une assurance supplémentaire contre le déclin cognitif. Les synapses sont également vulnérables aux neurotoxines. La consommation excessive d'alcool, l'exposition à certains pesticides et métaux lourds, ainsi qu'à des médicaments tels que la phencyclidine (PCP) et la kétamine peuvent entraîner des problèmes de mémoire et une perte synaptique. La toxine de la bactérie responsable du botulisme toxique agit directement sur les synapses en bloquant la transmission des neurotransmetteurs, tout comme la toxine mortelle curare.

Suivre ces conseils peut vous aider à garder votre esprit actif et alerte en protégeant et en renforçant vos synapses :

1. Réduire le stress : Prévoyez du temps pour les activités de loisirs. Apprenez des techniques de relaxation comme la méditation. Réduisez les responsabilités inutiles et évitez les excès de planification.2. Stimulez votre cerveau : évitez la routine. Vivez de nouvelles expériences sensorielles. Défiez votre esprit et votre corps avec de nouvelles situations. 3. Exercice : une marche rapide ou un autre entraînement cardiovasculaire oxygène le cerveau et favorise les facteurs de croissance du cerveau.4. Mettez votre esprit au défi : abordez des énigmes, des jeux et des tâches intellectuelles exigeantes. Faites un effort pour apprendre de nouvelles informations à travers les cours ou la lecture5. Restez en bonne santé : Adoptez un régime alimentaire nutritif, dormez suffisamment, évitez de fumer et, si vous consommez de l'alcool, buvez avec modération.


Neurone multipolaire : fonctions, types, anatomie

Les neurones multipolaires Il s'agit d'un type de neurones caractérisés par un noyau, un axone et un grand nombre de dendrites. La morphologie que présentent ces cellules leur permet d'intégrer une grande quantité d'informations et de se connecter à une grande variété de neurones cérébraux.

En ce sens, les neurones multipolaires se distinguent comme étant les neurones les plus abondants au sein du système nerveux central. De même, ces cellules comprennent à la fois des motoneurones et des interneurones.

Cet article passe en revue les principales propriétés des neurones multipolaires. Leurs types et leurs fonctions sont discutés, ainsi que les régions cérébrales dans lesquelles ils se trouvent.


Neurosciences pour les enfants

Le corps humain est composé de milliers de milliards de cellules. Les cellules du système nerveux, appelées cellules nerveuses ou neurones, sont spécialisés pour véhiculer des "messages" par un procédé électrochimique. Le cerveau humain compte environ 86 milliards de neurones. Pour savoir comment les neurones transmettent des messages, lisez sur le potentiel d'action.

Les neurones se présentent sous différentes formes et tailles. Certains des plus petits neurones ont des corps cellulaires qui ne mesurent que 4 microns de large. Certains des plus gros neurones ont des corps cellulaires de 100 microns de large. (Rappelez-vous que 1 micron est égal à un millième de millimètre !).

Les neurones sont similaires aux autres cellules du corps parce que :

  1. Les neurones sont entourés d'une membrane cellulaire.
  2. Les neurones ont un noyau qui contient des gènes.
  3. Les neurones contiennent du cytoplasme, des mitochondries et d'autres organites.
  4. Les neurones exécutent des processus cellulaires de base tels que la synthèse des protéines et la production d'énergie.

Cependant, les neurones diffèrent des autres cellules du corps parce que :

  1. Les neurones ont des parties cellulaires spécialisées appelées dendrites et axones. Les dendrites transmettent des signaux électriques au corps cellulaire et les axones retirent des informations du corps cellulaire.
  2. Les neurones communiquent entre eux par un processus électrochimique.
  3. Les neurones contiennent des structures spécialisées (par exemple, des synapses) et des produits chimiques (par exemple, des neurotransmetteurs).

Le neurone

Une façon de classer les neurones est le nombre d'extensions qui s'étendent à partir du corps cellulaire du neurone (soma).


Neurones bipolaires ont deux processus s'étendant du corps cellulaire (exemples : cellules rétiniennes, cellules de l'épithélium olfactif).


Cellules pseudo-unipolaires (exemple : cellules ganglionnaires de la racine dorsale). En fait, ces cellules ont 2 axones plutôt qu'un axone et une dendrite. Un axone s'étend au centre vers la moelle épinière, l'autre axone s'étend vers la peau ou le muscle.


Neurones multipolaires ont de nombreux processus qui s'étendent du corps cellulaire. Or, chaque neurone ne possède qu'un seul axone (exemples : motoneurones spinaux, neurones pyramidaux, cellules de Purkinje).

Les neurones peuvent également être classés par la direction dans laquelle ils envoient des informations.

  • Neurones sensoriels (ou afférents) : envoyer des informations à partir de récepteurs sensoriels (par exemple, dans la peau, les yeux, le nez, la langue, les oreilles) VERS le système nerveux central.
  • Neurones moteurs (ou efférents) : Envoyer une information UNE FAÇON du système nerveux central aux muscles ou aux glandes.
  • Interneurones : envoyer des informations entre les neurones sensoriels et les motoneurones. La plupart des interneurones sont situés dans le système nerveux central.

Consultez la Galerie des neurones pour voir quelques photos de vrais neurones ou "Sidewalk Cells" pour voir des photographies de neurones dans la rue.

Il existe plusieurs différences entre les axones et les dendrites :

  • Retirer des informations du corps cellulaire
  • Surface lisse
  • Généralement seulement 1 axone par cellule
  • Pas de ribosomes
  • Peut avoir de la myéline
  • Branche plus éloignée du corps cellulaire
  • Apporter des informations au corps cellulaire
  • Surface rugueuse (épines dendritiques)
  • Habituellement beaucoup de dendrites par cellule
  • Avoir des ribosomes
  • Pas d'isolation en myéline
  • Branche près du corps cellulaire

Qu'y a-t-il à l'intérieur d'un neurone ? Un neurone a plusieurs des mêmes organites comme les mitochondries, le cytoplasme et un noyau, comme d'autres cellules du corps.

  • Noyau - contient du matériel génétique (chromosomes) comprenant des informations pour le développement cellulaire et la synthèse des protéines nécessaires à l'entretien et à la survie des cellules. Recouvert d'une membrane.
  • Nucléole - produit des ribosomes nécessaires à la traduction de l'information génétique en protéines
  • Corps Nissl - des groupes de ribosomes utilisés pour la synthèse des protéines.
  • Réticulum endoplasmique (RE) - système de tubes pour le transport de matériaux au sein du cytoplasme. Peut avoir des ribosomes (RE rugueux) ou pas de ribosomes (RE lisse). Avec les ribosomes, le RE est important pour la synthèse des protéines.
  • Appareil de Golgi - structure liée à la membrane importante dans l'emballage des peptides et des protéines (y compris les neurotransmetteurs) dans des vésicules.
  • Microfilaments/Neurotubules - système de transport de matériaux à l'intérieur d'un neurone et peut être utilisé comme support structurel.
  • Mitochondries - produire de l'énergie pour alimenter les activités cellulaires.

Le saviez-vous?

Les neurones sont les cellules les plus anciennes et les plus longues du corps ! Vous avez plusieurs des mêmes neurones pendant toute votre vie. Bien que d'autres cellules meurent et soient remplacées, de nombreux neurones ne sont jamais remplacés lorsqu'ils meurent. En fait, vous avez moins de neurones lorsque vous êtes vieux que lorsque vous êtes jeune. D'autre part, des données publiées en novembre 1998 montrent que dans une zone du cerveau (l'hippocampe), de nouveaux neurones PEUVENT se développer chez l'homme adulte.

Les neurones peuvent être assez gros - dans certains neurones, tels que les neurones corticospinaux (du cortex moteur à la moelle épinière) ou les neurones afférents primaires (neurones qui s'étendent de la peau à la moelle épinière et jusqu'au tronc cérébral), peuvent mesurer plusieurs pieds de long !


Types de neurones

Il existe de nombreux types de neurones dans votre corps. Chaque type est spécialisé pour être bon à faire des choses différentes.

Multipolaire les neurones ont un axone et de nombreuses branches dendritiques. Ceux-ci transportent des signaux du système nerveux central vers d'autres parties de votre corps telles que vos muscles et vos glandes.


Unipolaire
Les neurones sont également appelés neurones sensoriels. Ils ont un axone et une dendrite se ramifiant dans des directions opposées du corps cellulaire. Ces cellules transmettent des signaux de l'extérieur de votre corps, tels que le toucher, au système nerveux central.

Bipolaire les neurones ont un axone et une seule branche dendritique. Ils transmettent des signaux d'un neurone à l'autre à l'intérieur du système nerveux central.

Pyramidal les neurones sont nommés d'après la forme de leur corps cellulaire, qui ressemble à une pyramide. Ils ont un axone et deux branches dendrites principales. Ces cellules transmettent des signaux à l'intérieur du cerveau et disent à vos muscles de bouger.

Purkinje les neurones (du nom de l'homme qui les a découverts) se trouvent dans le cervelet, la partie du cerveau qui contrôle l'équilibre, la coordination et la synchronisation des actions. Ils ont un axone et un arrangement de dendrites très dense et compliqué.


Neurosciences pour les enfants

Cette page décrit le fonctionnement des neurones. J'espère que cette explication ne deviendra pas trop compliquée, mais il est important de comprendre comment les neurones font ce qu'ils font. Il y a beaucoup de détails, mais allez-y doucement et regardez les chiffres.

Une grande partie de ce que nous savons sur le fonctionnement des neurones provient d'expériences sur l'axone géant du calmar. Cet axone géant s'étend de la tête à la queue du calmar et est utilisé pour déplacer la queue du calmar. Quelle est la taille de cet axone ? Il peut mesurer jusqu'à 1 mm de diamètre - facile à voir à l'œil nu.

Les neurones envoient des messages électrochimiquement. Cela signifie que les produits chimiques provoquent un signal électrique. Les produits chimiques dans le corps sont "chargés électriquement" - lorsqu'ils ont une charge électrique, ils sont appelés ions. Les ions importants dans le système nerveux sont le sodium et le potassium (tous deux ont 1 charge positive, +), le calcium (a 2 charges positives, ++) et le chlorure (a une charge négative, -). Il existe également des molécules de protéines chargées négativement. Il est également important de se rappeler que les cellules nerveuses sont entourées d'une membrane qui laisse passer certains ions et bloque le passage d'autres ions. Ce type de membrane est appelé semi-perméable.

Le potentiel de la membrane au repos

Lorsqu'un neurone n'envoie pas de signal, il est « au repos ». Lorsqu'un neurone est au repos, l'intérieur du neurone est négatif par rapport à l'extérieur. Bien que les concentrations des différents ions tentent de s'équilibrer des deux côtés de la membrane, elles ne le peuvent pas car la membrane cellulaire ne laisse passer que certains ions à travers des canaux (canaux ioniques). Au repos, les ions potassium (K + ) peuvent traverser facilement la membrane. Au repos également, les ions chlorure (Cl - ) et les ions sodium (Na + ) ont un temps de croisement plus difficile. Les molécules de protéines chargées négativement (A - ) à l'intérieur du neurone ne peuvent pas traverser la membrane. En plus de ces canaux ioniques sélectifs, il existe un pompe qui utilise de l'énergie pour déplacer trois ions sodium hors du neurone pour chaque deux ions potassium qu'il introduit.Enfin, lorsque toutes ces forces s'équilibrent et que la différence de tension entre l'intérieur et l'extérieur du neurone est mesurée, vous avez le potentiel de repos. Le potentiel membranaire au repos d'un neurone est d'environ -70 mV (mV = millivolt) - cela signifie que l'intérieur du neurone est inférieur de 70 mV à l'extérieur. Au repos, il y a relativement plus d'ions sodium à l'extérieur du neurone et plus d'ions potassium à l'intérieur de ce neurone.

Potentiel d'action

Le potentiel de repos raconte ce qui se passe lorsqu'un neurone est au repos. Un potentiel d'action se produit lorsqu'un neurone envoie des informations dans un axone, loin du corps cellulaire. Les neuroscientifiques utilisent d'autres mots, tels qu'un « pic » ou une « impulsion » pour le potentiel d'action. Le potentiel d'action est une explosion d'activité électrique qui est créée par un courant dépolarisant. Cela signifie qu'un événement (un stimulus) amène le potentiel de repos à se déplacer vers 0 mV. Lorsque la dépolarisation atteint environ -55 mV, un neurone déclenche un potentiel d'action. C'est le seuil. Si le neurone n'atteint pas ce seuil critique, aucun potentiel d'action ne se déclenchera. De plus, lorsque le niveau seuil est atteint, un potentiel d'action d'une taille fixe se déclenche toujours. pour un neurone donné, la taille du potentiel d'action est toujours la même. Il n'y a pas de potentiel d'action grand ou petit dans une cellule nerveuse - tous les potentiels d'action ont la même taille. Par conséquent, le neurone n'atteint pas le seuil ou un potentiel d'action complet est déclenché - c'est le principe "TOUT OU AUCUN".

Les potentiels d'action sont provoqués lorsque différents ions traversent la membrane neuronale. Un stimulus provoque d'abord l'ouverture des canaux sodiques. Comme il y a beaucoup plus d'ions sodium à l'extérieur et que l'intérieur du neurone est négatif par rapport à l'extérieur, les ions sodium se précipitent dans le neurone. N'oubliez pas que le sodium a une charge positive, donc le neurone devient plus positif et se dépolarise. Il faut plus de temps pour que les canaux potassiques s'ouvrent. Lorsqu'ils s'ouvrent, le potassium sort de la cellule, inversant la dépolarisation. Également à peu près à ce moment-là, les canaux sodiques commencent à se fermer. Cela fait remonter le potentiel d'action vers -70 mV (une repolarisation). Le potentiel d'action dépasse en fait -70 mV (une hyperpolarisation) car les canaux potassiques restent ouverts un peu trop longtemps. Progressivement, les concentrations d'ions reviennent à des niveaux de repos et la cellule revient à -70 mV.


Neurones : que sont-ils et comment fonctionnent-ils ?

Les neurones sont des cellules nerveuses. Ils sont composés de 3 parties de base : corps cellulaire, dendrites et axone.

Corps cellulaire (Soma)

Le corps cellulaire est la plus grande partie d'un neurone. Sa fonction principale est de maintenir le neurone en vie en effectuant des tâches telles que la production d'énergie et la synthèse de protéines.

Les dendrites sont les branches touffues d'un neurone. Leur fonction principale est de recevoir des informations d'autres neurones. Une fois qu'ils reçoivent l'information, ils la transmettent au corps cellulaire.

Chaque neurone a un seul axone. La fonction de l'axone est de transmettre des informations d'un neurone à un autre. Certains axones sont isolés avec une couche d'acide gras connue sous le nom de myéline shealth et ces axones isolés peuvent transmettre des signaux à d'autres neurones plus efficacement. Certaines personnes souffrent de maladies démyélinisantes comme la sclérose en plaques où leur gaine de myéline se détériore et donc ralentissent la transmission des informations entre les neurones.

Comment les neurones communiquent-ils ?

Lorsqu'un neurone est stimulé par nos sens ou déclenché par des signaux d'un autre neurone, il fait l'une des deux choses suivantes :

1) Si le niveau de stimulation est inférieur au niveau requis pour déclencher une impulsion neurale, connue sous le nom de seuil, le neurone ne fait rien.

2) Si le niveau de stimulation est supérieur au seuil, le neurone déclenche une charge électrique connue sous le nom de potentiel d'action qui descend le long de son axone. L'augmentation du niveau de stimulation au-dessus du seuil n'entraînera pas un potentiel d'action plus élevé. Cependant, un stimulus plus fort déclenche le déclenchement d'un plus grand nombre de neurones et le déclenchement plus fréquent. Par exemple, une gifle déclenchera plus de neurones qu'un toucher doux. signaler cette annonce

Lorsque le potentiel d'action atteint la fin d'un axone, il doit transmettre l'information aux dendrites du neurone suivant. Cependant, les dendrites et les axones ne se touchent pas. Il y a un petit écart entre eux appelé le écart synaptique. Alors, comment « parlent-ils » ? La réponse est « par neurotransmetteurs". Le potentiel d'action déclenche la libération de neurotransmetteurs à l'extrémité de l'axone et ces neurotransmetteurs traversent la fente synaptique et se lient aux sites récepteurs du neurone récepteur. Les neurotransmetteurs sont comme des clés qui s'adaptent à des serrures spécifiques. Lorsque le neurone récepteur reçoit l'information, le processus se répète jusqu'à ce que l'information atteigne sa destination.


3.2 Cellules du système nerveux

Les psychologues qui s'efforcent de comprendre l'esprit humain peuvent étudier le système nerveux. Apprendre comment fonctionnent les cellules et les organes du corps peut nous aider à comprendre les bases biologiques de la psychologie humaine. Le système nerveux est composé de deux types de cellules de base : les cellules gliales (également appelées glies) et les neurones. On pense traditionnellement que les cellules gliales jouent un rôle de soutien aux neurones, à la fois physiquement et métaboliquement. Les cellules gliales fournissent l'échafaudage sur lequel le système nerveux est construit, aident les neurones à s'aligner étroitement les uns avec les autres pour permettre la communication neuronale, fournissent une isolation aux neurones, transportent les nutriments et les déchets et médient les réponses immunitaires. Pendant des années, les chercheurs ont cru qu'il y avait beaucoup plus de cellules gliales que de neurones. Cependant, des travaux plus récents du laboratoire de Suzanna Herculano-Houzel ont remis en question cette hypothèse de longue date et ont fourni des preuves importantes qu'il pourrait y avoir un rapport de près de 1:1 de cellules gliales aux neurones. Ceci est important car cela suggère que les cerveaux humains sont plus similaires aux autres cerveaux de primates qu'on ne le pensait auparavant (Azevedo et al, 2009 Hercaulano-Houzel, 2012 Herculano-Houzel, 2009). Les neurones, quant à eux, servent de processeurs d'informations interconnectés qui sont essentiels pour toutes les tâches du système nerveux. Cette section décrit brièvement la structure et la fonction des neurones.

Structure des neurones

Les neurones sont les éléments constitutifs centraux du système nerveux, forts de 100 milliards à la naissance. Comme toutes les cellules, les neurones sont constitués de plusieurs parties différentes, chacune remplissant une fonction spécialisée (figure 3.8). La surface externe d'un neurone est constituée d'une membrane semi-perméable. Cette membrane permet aux molécules plus petites et aux molécules sans charge électrique de la traverser, tout en arrêtant les molécules plus grosses ou très chargées.

Le noyau du neurone est situé dans le soma, ou corps cellulaire. Le soma a des extensions ramifiées appelées dendrites. Le neurone est un petit processeur d'informations et les dendrites servent de sites d'entrée où les signaux sont reçus d'autres neurones. Ces signaux sont transmis électriquement à travers le soma et le long d'une extension majeure du soma connue sous le nom d'axone, qui se termine à plusieurs boutons terminaux. Les boutons terminaux contiennent des vésicules synaptiques qui abritent des neurotransmetteurs, les messagers chimiques du système nerveux.

La longueur des axones varie d'une fraction de pouce à plusieurs pieds. Dans certains axones, les cellules gliales forment une substance grasse connue sous le nom de gaine de myéline , qui recouvre l'axone et agit comme un isolant, augmentant la vitesse à laquelle le signal se déplace. La gaine de myéline n'est pas continue et il y a de petits espaces qui se produisent le long de l'axone. Ces lacunes dans la gaine de myéline sont connues sous le nom de nœuds de Ranvier. La gaine de myéline est cruciale pour le fonctionnement normal des neurones du système nerveux : la perte de l'isolation qu'elle procure peut être préjudiciable au fonctionnement normal. Pour comprendre comment cela fonctionne, prenons un exemple. La PCU, une maladie génétique évoquée précédemment, provoque une réduction de la myéline et des anomalies dans les structures corticales et sous-corticales de la substance blanche. Le trouble est associé à une variété de problèmes, notamment de graves déficits cognitifs, des réflexes exagérés et des convulsions (Anderson & Leuzzi, 2010 Huttenlocher, 2000). Un autre trouble, la sclérose en plaques (SEP), une maladie auto-immune, implique une perte à grande échelle de la gaine de myéline sur les axones dans tout le système nerveux. L'interférence qui en résulte dans le signal électrique empêche la transmission rapide des informations par les neurones et peut entraîner un certain nombre de symptômes, tels que des étourdissements, de la fatigue, une perte de contrôle moteur et un dysfonctionnement sexuel. Bien que certains traitements puissent aider à modifier l'évolution de la maladie et à gérer certains symptômes, il n'existe actuellement aucun remède connu contre la sclérose en plaques.

Chez les individus sains, le signal neuronal se déplace rapidement le long de l'axone jusqu'aux boutons terminaux, où les vésicules synaptiques libèrent des neurotransmetteurs dans la fente synaptique (Figure 3.9). La fente synaptique est un très petit espace entre deux neurones et est un site important où se produit la communication entre les neurones. Une fois que les neurotransmetteurs sont libérés dans la fente synaptique, ils la traversent et se lient aux récepteurs correspondants sur la dendrite d'un neurone adjacent. Les récepteurs, des protéines à la surface cellulaire où se fixent les neurotransmetteurs, varient en forme, différentes formes « correspondant » à différents neurotransmetteurs.

Comment un neurotransmetteur « sait-il » à quel récepteur se lier ? Le neurotransmetteur et le récepteur ont ce qu'on appelle une relation de verrouillage et de clé - des neurotransmetteurs spécifiques s'adaptent à des récepteurs spécifiques de la même manière qu'une clé s'adapte à une serrure. Le neurotransmetteur se lie à tout récepteur auquel il correspond.

Communication neuronale

Maintenant que nous connaissons les structures de base du neurone et le rôle que ces structures jouent dans la communication neuronale, examinons de plus près le signal lui-même : comment il se déplace dans le neurone puis passe au neurone suivant, où le processus est répété.

Nous commençons par la membrane neuronale. Le neurone existe dans un environnement fluide - il est entouré de liquide extracellulaire et contient du liquide intracellulaire (c'est-à-dire le cytoplasme). La membrane neuronale maintient ces deux fluides séparés - un rôle essentiel car le signal électrique qui traverse le neurone dépend du fait que les fluides intra- et extracellulaires sont électriquement différents. Cette différence de charge à travers la membrane, appelée potentiel de membrane, fournit de l'énergie pour le signal.

La charge électrique des fluides est causée par des molécules chargées (ions) dissoutes dans le fluide. La nature semi-perméable de la membrane neuronale restreint quelque peu le mouvement de ces molécules chargées et, par conséquent, certaines des particules chargées ont tendance à se concentrer davantage à l'intérieur ou à l'extérieur de la cellule.

Entre les signaux, le potentiel de la membrane neuronale est maintenu dans un état de préparation, appelé potentiel de repos. Comme un élastique tendu et attendant de passer à l'action, les ions s'alignent de chaque côté de la membrane cellulaire, prêts à traverser la membrane lorsque le neurone s'active et que la membrane ouvre ses portes. Les ions dans les zones à forte concentration sont prêts à se déplacer vers les zones à faible concentration, et les ions positifs sont prêts à se déplacer vers les zones à charge négative.

Au repos, le sodium (Na + ) est à des concentrations plus élevées à l'extérieur de la cellule, il aura donc tendance à se déplacer dans la cellule. Le potassium (K + ), en revanche, est plus concentré à l'intérieur de la cellule et aura tendance à sortir de la cellule (Figure 3.10). De plus, l'intérieur de la cellule est légèrement chargé négativement par rapport à l'extérieur, du fait de l'activité de la pompe sodium-potassium. Cette pompe transporte activement trois ions sodium hors de la cellule pour deux ions potassium entrants, créant une charge négative nette à l'intérieur de la cellule. Cela fournit une force supplémentaire sur le sodium, l'amenant à se déplacer dans la cellule.

A partir de cet état de potentiel de repos, le neurone reçoit un signal et son état change brutalement (figure 3.11). Lorsqu'un neurone reçoit des signaux au niveau des dendrites - dus aux neurotransmetteurs d'un neurone adjacent se liant à ses récepteurs - de petits pores, ou portes, s'ouvrent sur la membrane neuronale, permettant aux ions Na +, propulsés par les différences de charge et de concentration, de se déplacer dans le cellule. Avec cet afflux d'ions positifs, la charge interne de la cellule devient plus positive. Si cette charge atteint un certain niveau, appelé seuil d'excitation, le neurone devient actif et le potentiel d'action commence.

De nombreux pores supplémentaires s'ouvrent, provoquant un afflux massif d'ions Na + et un énorme pic positif du potentiel membranaire, le potentiel d'action maximal. Au sommet du pic, les portes de sodium se ferment et les portes de potassium s'ouvrent. Au fur et à mesure que les ions potassium chargés positivement partent, la cellule commence rapidement à se repolariser. Au début, il s'hyperpolarise, devenant légèrement plus négatif que le potentiel de repos, puis il se stabilise, revenant au potentiel de repos.

Ce pic positif constitue le potentiel d'action : le signal électrique qui se déplace généralement du corps cellulaire le long de l'axone jusqu'aux terminaisons axonales. Le signal électrique descend le long de l'axone avec les impulsions sautant en saute-mouton entre les nœuds de Ranvier. Les nœuds de Ranvier sont des lacunes naturelles dans la gaine de myéline. À chaque point, certains des ions sodium qui pénètrent dans la cellule diffusent vers la section suivante de l'axone, augmentant la charge au-delà du seuil d'excitation et déclenchant un nouvel afflux d'ions sodium. Le potentiel d'action se déplace ainsi tout le long de l'axone jusqu'à atteindre les boutons terminaux.

Le potentiel d'action est un phénomène du tout ou rien. En termes simples, cela signifie qu'un signal entrant provenant d'un autre neurone est soit suffisant, soit insuffisant pour atteindre le seuil d'excitation. Il n'y a pas d'entre-deux et il n'y a pas de possibilité de désactiver un potentiel d'action une fois qu'il a commencé. Pensez-y comme envoyer un e-mail ou un message texte. Vous pouvez penser à l'envoyer tout ce que vous voulez, mais le message n'est pas envoyé tant que vous n'avez pas appuyé sur le bouton d'envoi. De plus, une fois que vous avez envoyé le message, il n'y a plus moyen de l'arrêter.

Parce que c'est tout ou rien, le potentiel d'action est recréé, ou propagé, à sa pleine puissance à chaque point le long de l'axone. Tout comme la mèche allumée d'un pétard, il ne s'efface pas lorsqu'il descend dans l'axone. C'est cette propriété du tout ou rien qui explique le fait que votre cerveau perçoive une blessure à une partie éloignée du corps comme votre orteil aussi douloureuse qu'une blessure à votre nez.

Comme indiqué précédemment, lorsque le potentiel d'action arrive au bouton terminal, les vésicules synaptiques libèrent leurs neurotransmetteurs dans la fente synaptique. Les neurotransmetteurs traversent la synapse et se lient aux récepteurs des dendrites du neurone adjacent, et le processus se répète dans le nouveau neurone (en supposant que le signal est suffisamment fort pour déclencher un potentiel d'action). Une fois le signal délivré, les neurotransmetteurs en excès dans la fente synaptique s'éloignent, sont décomposés en fragments inactifs ou sont réabsorbés dans un processus appelé recapture. La recapture implique que le neurotransmetteur soit réinjecté dans le neurone qui l'a libéré, afin d'effacer la synapse (Figure 3.12). L'effacement de la synapse sert à la fois à fournir un état clair « activé » et « désactivé » entre les signaux et à réguler la production de neurotransmetteur (les vésicules synaptiques complètes fournissent des signaux indiquant qu'aucun neurotransmetteur supplémentaire n'a besoin d'être produit).

La communication neuronale est souvent appelée événement électrochimique. Le mouvement du potentiel d'action le long de l'axone est un événement électrique, et le mouvement du neurotransmetteur à travers l'espace synaptique représente la partie chimique du processus. Cependant, il existe des connexions spécialisées entre les neurones qui sont entièrement électriques. Dans de tels cas, on dit que les neurones communiquent via une synapse électrique. Dans ces cas, deux neurones se connectent physiquement l'un à l'autre via des jonctions communicantes, ce qui permet au courant d'une cellule de passer dans la suivante. Il y a beaucoup moins de synapses électriques dans le cerveau, mais celles qui existent sont beaucoup plus rapides que les synapses chimiques décrites ci-dessus (Connors & Long, 2004).

Lien vers l'apprentissage

Neurotransmetteurs et médicaments

Il existe plusieurs types différents de neurotransmetteurs libérés par différents neurones, et nous pouvons parler en termes généraux des types de fonctions associées aux différents neurotransmetteurs (tableau 3.1). Une grande partie de ce que les psychologues savent sur les fonctions des neurotransmetteurs provient de la recherche sur les effets des médicaments dans les troubles psychologiques. Les psychologues qui adoptent une perspective biologique et se concentrent sur les causes physiologiques du comportement affirment que les troubles psychologiques comme la dépression et la schizophrénie sont associés à des déséquilibres dans un ou plusieurs systèmes de neurotransmetteurs. Dans cette perspective, les médicaments psychotropes peuvent aider à améliorer les symptômes associés à ces troubles. Les médicaments psychotropes sont des médicaments qui traitent les symptômes psychiatriques en rétablissant l'équilibre des neurotransmetteurs.

Neurotransmetteur Impliqué dans Effet potentiel sur le comportement
Acétylcholine Action musculaire, mémoire Augmentation de l'excitation, amélioration de la cognition
Bêta-endorphine Douleur, plaisir Diminution de l'anxiété, diminution de la tension
Dopamine Humeur, sommeil, apprentissage Plaisir accru, appétit supprimé
Acide gamma-aminobutyrique (GABA) Fonction cérébrale, sommeil Diminution de l'anxiété, diminution de la tension
Glutamate Mémoire, apprentissage Apprentissage accru, mémoire améliorée
Norépinéphrine Coeur, intestins, vigilance Augmentation de l'excitation, suppression de l'appétit
Sérotonine Humeur, sommeil Humeur modulée, appétit supprimé

Les médicaments psychoactifs peuvent agir comme agonistes ou antagonistes pour un système de neurotransmetteurs donné. Les agonistes sont des produits chimiques qui imitent un neurotransmetteur au site récepteur. Un antagoniste, d'autre part, bloque ou entrave l'activité normale d'un neurotransmetteur au niveau du récepteur. Les agonistes et les antagonistes représentent des médicaments prescrits pour corriger les déséquilibres spécifiques des neurotransmetteurs sous-jacents à l'état d'une personne. Par exemple, la maladie de Parkinson, un trouble progressif du système nerveux, est associée à de faibles niveaux de dopamine. Par conséquent, une stratégie de traitement courante pour la maladie de Parkinson consiste à utiliser des agonistes de la dopamine, qui imitent les effets de la dopamine en se liant aux récepteurs de la dopamine.

Certains symptômes de la schizophrénie sont associés à une neurotransmission dopaminergique hyperactive. Les antipsychotiques utilisés pour traiter ces symptômes sont des antagonistes de la dopamine - ils bloquent les effets de la dopamine en se liant à ses récepteurs sans les activer. Ainsi, ils empêchent la dopamine libérée par un neurone de transmettre des informations aux neurones adjacents.

Contrairement aux agonistes et aux antagonistes, qui fonctionnent tous deux en se liant aux sites récepteurs, les inhibiteurs de la recapture empêchent les neurotransmetteurs inutilisés d'être transportés vers le neurone. Cela permet aux neurotransmetteurs de rester actifs dans la fente synaptique plus longtemps, augmentant ainsi leur efficacité.La dépression, qui a été constamment liée à des niveaux réduits de sérotonine, est généralement traitée avec des inhibiteurs sélectifs de la recapture de la sérotonine (ISRS). En empêchant la recapture, les ISRS renforcent l'effet de la sérotonine, lui donnant plus de temps pour interagir avec les récepteurs de la sérotonine sur les dendrites. Les ISRS courants sur le marché aujourd'hui comprennent le Prozac, le Paxil et le Zoloft. La drogue LSD est structurellement très similaire à la sérotonine, et elle affecte les mêmes neurones et récepteurs que la sérotonine. Les psychotropes ne sont pas des solutions instantanées pour les personnes souffrant de troubles psychologiques. Souvent, une personne doit prendre un médicament pendant plusieurs semaines avant de constater une amélioration, et de nombreux médicaments psychoactifs ont des effets secondaires négatifs importants. De plus, les individus varient considérablement dans la façon dont ils réagissent aux médicaments. Pour améliorer les chances de réussite, il n'est pas rare que les personnes recevant une pharmacothérapie suivent également des thérapies psychologiques et/ou comportementales. Certaines recherches suggèrent que la combinaison d'une pharmacothérapie avec d'autres formes de thérapie a tendance à être plus efficace qu'un seul traitement (pour un tel exemple, voir March et al., 2007).


Que font les synapses

Lorsqu'un signal nerveux atteint la fin du neurone, il ne peut pas simplement continuer à la cellule suivante. Au lieu de cela, il doit déclencher la libération de neurotransmetteurs qui peuvent ensuite transporter l'impulsion à travers la synapse jusqu'au neurone suivant.

Une fois qu'une impulsion nerveuse a déclenché la libération de neurotransmetteurs, ces messagers chimiques traversent le minuscule espace synaptique et sont captés par des récepteurs à la surface de la cellule suivante.

Ces récepteurs agissent un peu comme un verrou, tandis que les neurotransmetteurs fonctionnent un peu comme des clés. Les neurotransmetteurs peuvent exciter ou inhiber le neurone auquel ils se lient.

Pensez au signal nerveux comme au courant électrique et aux neurones comme à des fils. Les synapses seraient les prises ou les boîtes de jonction qui connectent le courant à une lampe (ou à un autre appareil électrique de votre choix), permettant à la lampe de s'allumer.


Le système nerveux central (SNC) : les neurones à l'intérieur du cerveau

Figure 1.4.2 : Le système nerveux central

Les Système nerveux central, ou SNC en abrégé, est composé du cerveau et de la moelle épinière (voir Figure 1.4.2). Le SNC est la partie du système nerveux qui est enfermée dans l'os (le cerveau est protégé par le crâne et la moelle épinière est protégée par la colonne vertébrale). Il est appelé &ldquocentral&rdquo car ce sont le cerveau et la moelle épinière qui sont principalement responsables du traitement des informations sensorielles &mdashtoucher un poêle chaud ou voir un arc-en-ciel, par exemple&mdashand envoyer des signaux au système nerveux périphérique pour l'action. Il communique en grande partie en envoyant des signaux électriques à travers des cellules nerveuses individuelles qui constituent les éléments constitutifs fondamentaux du système nerveux, appelés neurones. Il y a environ 100 milliards de neurones dans le cerveau humain et chacun a de nombreux contacts avec d'autres neurones, appelés synapses (Brodal, 1992).

Si nous pouvions agrandir une vue de neurones individuels, nous verrions qu'il s'agit de cellules constituées de parties distinctes (voir Figure 1.4.3). Les trois composants principaux d'un neurone sont les dendrites, le soma et l'axone. Les neurones communiquent entre eux en recevant des informations via le dendrites, qui fait office d'antenne. Lorsque les dendrites transmettent cette information au soma, ou corps cellulaire, il s'accumule comme un signal électrochimique. Cette partie électrique du signal, appelée potentiel d'action abat le axone, une longue queue qui s'éloigne du soma et se dirige vers le prochain neurone. Lorsque les gens parlent de « ldquonerves » dans le système nerveux, cela fait généralement référence à des faisceaux d’axones qui forment de longs fils neuronaux le long desquels les signaux électriques peuvent voyager. La communication de cellule à cellule est facilitée par le fait que l'axone est recouvert d'un gaine de myéline&mdasha couche de cellules graisseuses qui permet au signal de voyager très rapidement de neurone à neurone (Kandel, Schwartz & Jessell, 2000)

Figure 1.4.3 : Les parties d'un neurone

Si nous devions zoomer encore plus loin, nous pourrions examiner de plus près la synapse, l'espace entre les neurones (voir Figure 1.4.4). Ici, nous verrions qu'il existe un espace entre les neurones, appelé le écart synaptique. Pour vous donner une idée de l'échelle, nous pouvons comparer l'écart synaptique à l'épaisseur d'un centime, la plus fine de toutes les pièces américaines (environ 1,35 mm). Vous pourriez empiler environ 70 000 trous synaptiques dans l'épaisseur d'une seule pièce !

En tant que potentiel d'action, le signal électrique atteint l'extrémité de l'axone, de minuscules paquets de produits chimiques, appelés neurotransmetteurs, sont libérés. C'est la partie chimique du signal électrochimique. Ces neurotransmetteurs sont les signaux chimiques qui voyagent d'un neurone à l'autre, leur permettant de communiquer entre eux. Il existe de nombreux types de neurotransmetteurs et chacun a une fonction spécialisée. Par exemple, la sérotonine affecte le sommeil, la faim et l'humeur. La dopamine est associée à l'attention, à l'apprentissage et au plaisir (Kandel & Schwartz, 1982)

Figure 1.4.4 : Une vue de la synapse entre les neurones

Il est étonnant de réaliser que lorsque vous pensez&mdash lorsque vous tendez la main pour prendre un verre d'eau, lorsque vous réalisez que votre meilleur ami est heureux, lorsque vous essayez de vous souvenir du nom des parties d'un neurone&mdash, ce que vous ressentez est en fait électrochimique des impulsions jaillissent entre les nerfs !


3.2 Cellules du système nerveux

Les psychologues qui s'efforcent de comprendre l'esprit humain peuvent étudier le système nerveux. Apprendre comment fonctionnent les cellules et les organes du corps peut nous aider à comprendre les bases biologiques de la psychologie humaine. Le système nerveux est composé de deux types de cellules de base : les cellules gliales (également appelées glies) et les neurones. On pense traditionnellement que les cellules gliales jouent un rôle de soutien aux neurones, à la fois physiquement et métaboliquement. Les cellules gliales fournissent l'échafaudage sur lequel le système nerveux est construit, aident les neurones à s'aligner étroitement les uns avec les autres pour permettre la communication neuronale, fournissent une isolation aux neurones, transportent les nutriments et les déchets et médient les réponses immunitaires. Pendant des années, les chercheurs ont cru qu'il y avait beaucoup plus de cellules gliales que de neurones. Cependant, des travaux plus récents du laboratoire de Suzanna Herculano-Houzel ont remis en question cette hypothèse de longue date et ont fourni des preuves importantes qu'il pourrait y avoir un rapport de près de 1:1 de cellules gliales aux neurones. Ceci est important car cela suggère que les cerveaux humains sont plus similaires aux autres cerveaux de primates qu'on ne le pensait auparavant (Azevedo et al, 2009 Hercaulano-Houzel, 2012 Herculano-Houzel, 2009). Les neurones, quant à eux, servent de processeurs d'informations interconnectés qui sont essentiels pour toutes les tâches du système nerveux. Cette section décrit brièvement la structure et la fonction des neurones.

Structure des neurones

Les neurones sont les éléments constitutifs centraux du système nerveux, forts de 100 milliards à la naissance. Comme toutes les cellules, les neurones sont constitués de plusieurs parties différentes, chacune remplissant une fonction spécialisée (figure 3.8). La surface externe d'un neurone est constituée d'une membrane semi-perméable. Cette membrane permet aux molécules plus petites et aux molécules sans charge électrique de la traverser, tout en arrêtant les molécules plus grosses ou très chargées.

Le noyau du neurone est situé dans le soma, ou corps cellulaire. Le soma a des extensions ramifiées appelées dendrites. Le neurone est un petit processeur d'informations et les dendrites servent de sites d'entrée où les signaux sont reçus d'autres neurones. Ces signaux sont transmis électriquement à travers le soma et le long d'une extension majeure du soma connue sous le nom d'axone, qui se termine à plusieurs boutons terminaux. Les boutons terminaux contiennent des vésicules synaptiques qui abritent des neurotransmetteurs, les messagers chimiques du système nerveux.

La longueur des axones varie d'une fraction de pouce à plusieurs pieds. Dans certains axones, les cellules gliales forment une substance grasse connue sous le nom de gaine de myéline , qui recouvre l'axone et agit comme un isolant, augmentant la vitesse à laquelle le signal se déplace. La gaine de myéline n'est pas continue et il y a de petits espaces qui se produisent le long de l'axone. Ces lacunes dans la gaine de myéline sont connues sous le nom de nœuds de Ranvier. La gaine de myéline est cruciale pour le fonctionnement normal des neurones du système nerveux : la perte de l'isolation qu'elle procure peut être préjudiciable au fonctionnement normal. Pour comprendre comment cela fonctionne, prenons un exemple. La PCU, une maladie génétique évoquée précédemment, provoque une réduction de la myéline et des anomalies dans les structures corticales et sous-corticales de la substance blanche. Le trouble est associé à une variété de problèmes, notamment de graves déficits cognitifs, des réflexes exagérés et des convulsions (Anderson & Leuzzi, 2010 Huttenlocher, 2000). Un autre trouble, la sclérose en plaques (SEP), une maladie auto-immune, implique une perte à grande échelle de la gaine de myéline sur les axones dans tout le système nerveux. L'interférence qui en résulte dans le signal électrique empêche la transmission rapide des informations par les neurones et peut entraîner un certain nombre de symptômes, tels que des étourdissements, de la fatigue, une perte de contrôle moteur et un dysfonctionnement sexuel. Bien que certains traitements puissent aider à modifier l'évolution de la maladie et à gérer certains symptômes, il n'existe actuellement aucun remède connu contre la sclérose en plaques.

Chez les individus sains, le signal neuronal se déplace rapidement le long de l'axone jusqu'aux boutons terminaux, où les vésicules synaptiques libèrent des neurotransmetteurs dans la fente synaptique (Figure 3.9). La fente synaptique est un très petit espace entre deux neurones et est un site important où se produit la communication entre les neurones. Une fois que les neurotransmetteurs sont libérés dans la fente synaptique, ils la traversent et se lient aux récepteurs correspondants sur la dendrite d'un neurone adjacent. Les récepteurs, des protéines à la surface cellulaire où se fixent les neurotransmetteurs, varient en forme, différentes formes « correspondant » à différents neurotransmetteurs.

Comment un neurotransmetteur « sait-il » à quel récepteur se lier ? Le neurotransmetteur et le récepteur ont ce qu'on appelle une relation de verrouillage et de clé - des neurotransmetteurs spécifiques s'adaptent à des récepteurs spécifiques de la même manière qu'une clé s'adapte à une serrure. Le neurotransmetteur se lie à tout récepteur auquel il correspond.

Communication neuronale

Maintenant que nous connaissons les structures de base du neurone et le rôle que ces structures jouent dans la communication neuronale, examinons de plus près le signal lui-même : comment il se déplace dans le neurone puis passe au neurone suivant, où le processus est répété.

Nous commençons par la membrane neuronale. Le neurone existe dans un environnement fluide - il est entouré de liquide extracellulaire et contient du liquide intracellulaire (c'est-à-dire le cytoplasme). La membrane neuronale maintient ces deux fluides séparés - un rôle essentiel car le signal électrique qui traverse le neurone dépend du fait que les fluides intra- et extracellulaires sont électriquement différents. Cette différence de charge à travers la membrane, appelée potentiel de membrane, fournit de l'énergie pour le signal.

La charge électrique des fluides est causée par des molécules chargées (ions) dissoutes dans le fluide. La nature semi-perméable de la membrane neuronale restreint quelque peu le mouvement de ces molécules chargées et, par conséquent, certaines des particules chargées ont tendance à se concentrer davantage à l'intérieur ou à l'extérieur de la cellule.

Entre les signaux, le potentiel de la membrane neuronale est maintenu dans un état de préparation, appelé potentiel de repos. Comme un élastique tendu et attendant de passer à l'action, les ions s'alignent de chaque côté de la membrane cellulaire, prêts à traverser la membrane lorsque le neurone s'active et que la membrane ouvre ses portes. Les ions dans les zones à forte concentration sont prêts à se déplacer vers les zones à faible concentration, et les ions positifs sont prêts à se déplacer vers les zones à charge négative.

Au repos, le sodium (Na + ) est à des concentrations plus élevées à l'extérieur de la cellule, il aura donc tendance à se déplacer dans la cellule. Le potassium (K + ), en revanche, est plus concentré à l'intérieur de la cellule et aura tendance à sortir de la cellule (Figure 3.10). De plus, l'intérieur de la cellule est légèrement chargé négativement par rapport à l'extérieur, du fait de l'activité de la pompe sodium-potassium. Cette pompe transporte activement trois ions sodium hors de la cellule pour deux ions potassium entrants, créant une charge négative nette à l'intérieur de la cellule. Cela fournit une force supplémentaire sur le sodium, l'amenant à se déplacer dans la cellule.

A partir de cet état de potentiel de repos, le neurone reçoit un signal et son état change brutalement (figure 3.11). Lorsqu'un neurone reçoit des signaux au niveau des dendrites - dus aux neurotransmetteurs d'un neurone adjacent se liant à ses récepteurs - de petits pores, ou portes, s'ouvrent sur la membrane neuronale, permettant aux ions Na +, propulsés par les différences de charge et de concentration, de se déplacer dans le cellule. Avec cet afflux d'ions positifs, la charge interne de la cellule devient plus positive. Si cette charge atteint un certain niveau, appelé seuil d'excitation, le neurone devient actif et le potentiel d'action commence.

De nombreux pores supplémentaires s'ouvrent, provoquant un afflux massif d'ions Na + et un énorme pic positif du potentiel membranaire, le potentiel d'action maximal. Au sommet du pic, les portes de sodium se ferment et les portes de potassium s'ouvrent. Au fur et à mesure que les ions potassium chargés positivement partent, la cellule commence rapidement à se repolariser. Au début, il s'hyperpolarise, devenant légèrement plus négatif que le potentiel de repos, puis il se stabilise, revenant au potentiel de repos.

Ce pic positif constitue le potentiel d'action : le signal électrique qui se déplace généralement du corps cellulaire le long de l'axone jusqu'aux terminaisons axonales. Le signal électrique descend le long de l'axone avec les impulsions sautant en saute-mouton entre les nœuds de Ranvier. Les nœuds de Ranvier sont des lacunes naturelles dans la gaine de myéline. À chaque point, certains des ions sodium qui pénètrent dans la cellule diffusent vers la section suivante de l'axone, augmentant la charge au-delà du seuil d'excitation et déclenchant un nouvel afflux d'ions sodium. Le potentiel d'action se déplace ainsi tout le long de l'axone jusqu'à atteindre les boutons terminaux.

Le potentiel d'action est un phénomène du tout ou rien. En termes simples, cela signifie qu'un signal entrant provenant d'un autre neurone est soit suffisant, soit insuffisant pour atteindre le seuil d'excitation. Il n'y a pas d'entre-deux et il n'y a pas de possibilité de désactiver un potentiel d'action une fois qu'il a commencé. Pensez-y comme envoyer un e-mail ou un message texte. Vous pouvez penser à l'envoyer tout ce que vous voulez, mais le message n'est pas envoyé tant que vous n'avez pas appuyé sur le bouton d'envoi. De plus, une fois que vous avez envoyé le message, il n'y a plus moyen de l'arrêter.

Parce que c'est tout ou rien, le potentiel d'action est recréé, ou propagé, à sa pleine puissance à chaque point le long de l'axone. Tout comme la mèche allumée d'un pétard, il ne s'efface pas lorsqu'il descend dans l'axone. C'est cette propriété du tout ou rien qui explique le fait que votre cerveau perçoive une blessure à une partie éloignée du corps comme votre orteil aussi douloureuse qu'une blessure à votre nez.

Comme indiqué précédemment, lorsque le potentiel d'action arrive au bouton terminal, les vésicules synaptiques libèrent leurs neurotransmetteurs dans la fente synaptique. Les neurotransmetteurs traversent la synapse et se lient aux récepteurs des dendrites du neurone adjacent, et le processus se répète dans le nouveau neurone (en supposant que le signal est suffisamment fort pour déclencher un potentiel d'action). Une fois le signal délivré, les neurotransmetteurs en excès dans la fente synaptique s'éloignent, sont décomposés en fragments inactifs ou sont réabsorbés dans un processus appelé recapture. La recapture implique que le neurotransmetteur soit réinjecté dans le neurone qui l'a libéré, afin d'effacer la synapse (Figure 3.12). L'effacement de la synapse sert à la fois à fournir un état clair « activé » et « désactivé » entre les signaux et à réguler la production de neurotransmetteur (les vésicules synaptiques complètes fournissent des signaux indiquant qu'aucun neurotransmetteur supplémentaire n'a besoin d'être produit).

La communication neuronale est souvent appelée événement électrochimique. Le mouvement du potentiel d'action le long de l'axone est un événement électrique, et le mouvement du neurotransmetteur à travers l'espace synaptique représente la partie chimique du processus. Cependant, il existe des connexions spécialisées entre les neurones qui sont entièrement électriques. Dans de tels cas, on dit que les neurones communiquent via une synapse électrique. Dans ces cas, deux neurones se connectent physiquement l'un à l'autre via des jonctions communicantes, ce qui permet au courant d'une cellule de passer dans la suivante. Il y a beaucoup moins de synapses électriques dans le cerveau, mais celles qui existent sont beaucoup plus rapides que les synapses chimiques décrites ci-dessus (Connors & Long, 2004).

Lien vers l'apprentissage

Neurotransmetteurs et médicaments

Il existe plusieurs types différents de neurotransmetteurs libérés par différents neurones, et nous pouvons parler en termes généraux des types de fonctions associées aux différents neurotransmetteurs (tableau 3.1). Une grande partie de ce que les psychologues savent sur les fonctions des neurotransmetteurs provient de la recherche sur les effets des médicaments dans les troubles psychologiques. Les psychologues qui adoptent une perspective biologique et se concentrent sur les causes physiologiques du comportement affirment que les troubles psychologiques comme la dépression et la schizophrénie sont associés à des déséquilibres dans un ou plusieurs systèmes de neurotransmetteurs. Dans cette perspective, les médicaments psychotropes peuvent aider à améliorer les symptômes associés à ces troubles. Les médicaments psychotropes sont des médicaments qui traitent les symptômes psychiatriques en rétablissant l'équilibre des neurotransmetteurs.

Neurotransmetteur Impliqué dans Effet potentiel sur le comportement
Acétylcholine Action musculaire, mémoire Augmentation de l'excitation, amélioration de la cognition
Bêta-endorphine Douleur, plaisir Diminution de l'anxiété, diminution de la tension
Dopamine Humeur, sommeil, apprentissage Plaisir accru, appétit supprimé
Acide gamma-aminobutyrique (GABA) Fonction cérébrale, sommeil Diminution de l'anxiété, diminution de la tension
Glutamate Mémoire, apprentissage Apprentissage accru, mémoire améliorée
Norépinéphrine Coeur, intestins, vigilance Augmentation de l'excitation, suppression de l'appétit
Sérotonine Humeur, sommeil Humeur modulée, appétit supprimé

Les médicaments psychoactifs peuvent agir comme agonistes ou antagonistes pour un système de neurotransmetteurs donné. Les agonistes sont des produits chimiques qui imitent un neurotransmetteur au site récepteur. Un antagoniste, d'autre part, bloque ou entrave l'activité normale d'un neurotransmetteur au niveau du récepteur. Les agonistes et les antagonistes représentent des médicaments prescrits pour corriger les déséquilibres spécifiques des neurotransmetteurs sous-jacents à l'état d'une personne. Par exemple, la maladie de Parkinson, un trouble progressif du système nerveux, est associée à de faibles niveaux de dopamine. Par conséquent, une stratégie de traitement courante pour la maladie de Parkinson consiste à utiliser des agonistes de la dopamine, qui imitent les effets de la dopamine en se liant aux récepteurs de la dopamine.

Certains symptômes de la schizophrénie sont associés à une neurotransmission dopaminergique hyperactive.Les antipsychotiques utilisés pour traiter ces symptômes sont des antagonistes de la dopamine - ils bloquent les effets de la dopamine en se liant à ses récepteurs sans les activer. Ainsi, ils empêchent la dopamine libérée par un neurone de transmettre des informations aux neurones adjacents.

Contrairement aux agonistes et aux antagonistes, qui fonctionnent tous deux en se liant aux sites récepteurs, les inhibiteurs de la recapture empêchent les neurotransmetteurs inutilisés d'être transportés vers le neurone. Cela permet aux neurotransmetteurs de rester actifs dans la fente synaptique plus longtemps, augmentant ainsi leur efficacité. La dépression, qui a été constamment liée à des niveaux réduits de sérotonine, est généralement traitée avec des inhibiteurs sélectifs de la recapture de la sérotonine (ISRS). En empêchant la recapture, les ISRS renforcent l'effet de la sérotonine, lui donnant plus de temps pour interagir avec les récepteurs de la sérotonine sur les dendrites. Les ISRS courants sur le marché aujourd'hui comprennent le Prozac, le Paxil et le Zoloft. La drogue LSD est structurellement très similaire à la sérotonine, et elle affecte les mêmes neurones et récepteurs que la sérotonine. Les psychotropes ne sont pas des solutions instantanées pour les personnes souffrant de troubles psychologiques. Souvent, une personne doit prendre un médicament pendant plusieurs semaines avant de constater une amélioration, et de nombreux médicaments psychoactifs ont des effets secondaires négatifs importants. De plus, les individus varient considérablement dans la façon dont ils réagissent aux médicaments. Pour améliorer les chances de réussite, il n'est pas rare que les personnes recevant une pharmacothérapie suivent également des thérapies psychologiques et/ou comportementales. Certaines recherches suggèrent que la combinaison d'une pharmacothérapie avec d'autres formes de thérapie a tendance à être plus efficace qu'un seul traitement (pour un tel exemple, voir March et al., 2007).


Neurones : que sont-ils et comment fonctionnent-ils ?

Les neurones sont des cellules nerveuses. Ils sont composés de 3 parties de base : corps cellulaire, dendrites et axone.

Corps cellulaire (Soma)

Le corps cellulaire est la plus grande partie d'un neurone. Sa fonction principale est de maintenir le neurone en vie en effectuant des tâches telles que la production d'énergie et la synthèse de protéines.

Les dendrites sont les branches touffues d'un neurone. Leur fonction principale est de recevoir des informations d'autres neurones. Une fois qu'ils reçoivent l'information, ils la transmettent au corps cellulaire.

Chaque neurone a un seul axone. La fonction de l'axone est de transmettre des informations d'un neurone à un autre. Certains axones sont isolés avec une couche d'acide gras connue sous le nom de myéline shealth et ces axones isolés peuvent transmettre des signaux à d'autres neurones plus efficacement. Certaines personnes souffrent de maladies démyélinisantes comme la sclérose en plaques où leur gaine de myéline se détériore et donc ralentissent la transmission des informations entre les neurones.

Comment les neurones communiquent-ils ?

Lorsqu'un neurone est stimulé par nos sens ou déclenché par des signaux d'un autre neurone, il fait l'une des deux choses suivantes :

1) Si le niveau de stimulation est inférieur au niveau requis pour déclencher une impulsion neurale, connue sous le nom de seuil, le neurone ne fait rien.

2) Si le niveau de stimulation est supérieur au seuil, le neurone déclenche une charge électrique connue sous le nom de potentiel d'action qui descend le long de son axone. L'augmentation du niveau de stimulation au-dessus du seuil n'entraînera pas un potentiel d'action plus élevé. Cependant, un stimulus plus fort déclenche le déclenchement d'un plus grand nombre de neurones et le déclenchement plus fréquent. Par exemple, une gifle déclenchera plus de neurones qu'un toucher doux. signaler cette annonce

Lorsque le potentiel d'action atteint la fin d'un axone, il doit transmettre l'information aux dendrites du neurone suivant. Cependant, les dendrites et les axones ne se touchent pas. Il y a un petit écart entre eux appelé le écart synaptique. Alors, comment « parlent-ils » ? La réponse est « par neurotransmetteurs". Le potentiel d'action déclenche la libération de neurotransmetteurs à l'extrémité de l'axone et ces neurotransmetteurs traversent la fente synaptique et se lient aux sites récepteurs du neurone récepteur. Les neurotransmetteurs sont comme des clés qui s'adaptent à des serrures spécifiques. Lorsque le neurone récepteur reçoit l'information, le processus se répète jusqu'à ce que l'information atteigne sa destination.


Neurosciences pour les enfants

Cette page décrit le fonctionnement des neurones. J'espère que cette explication ne deviendra pas trop compliquée, mais il est important de comprendre comment les neurones font ce qu'ils font. Il y a beaucoup de détails, mais allez-y doucement et regardez les chiffres.

Une grande partie de ce que nous savons sur le fonctionnement des neurones provient d'expériences sur l'axone géant du calmar. Cet axone géant s'étend de la tête à la queue du calmar et est utilisé pour déplacer la queue du calmar. Quelle est la taille de cet axone ? Il peut mesurer jusqu'à 1 mm de diamètre - facile à voir à l'œil nu.

Les neurones envoient des messages électrochimiquement. Cela signifie que les produits chimiques provoquent un signal électrique. Les produits chimiques dans le corps sont "chargés électriquement" - lorsqu'ils ont une charge électrique, ils sont appelés ions. Les ions importants dans le système nerveux sont le sodium et le potassium (tous deux ont 1 charge positive, +), le calcium (a 2 charges positives, ++) et le chlorure (a une charge négative, -). Il existe également des molécules de protéines chargées négativement. Il est également important de se rappeler que les cellules nerveuses sont entourées d'une membrane qui laisse passer certains ions et bloque le passage d'autres ions. Ce type de membrane est appelé semi-perméable.

Le potentiel de la membrane au repos

Lorsqu'un neurone n'envoie pas de signal, il est « au repos ». Lorsqu'un neurone est au repos, l'intérieur du neurone est négatif par rapport à l'extérieur. Bien que les concentrations des différents ions tentent de s'équilibrer des deux côtés de la membrane, elles ne le peuvent pas car la membrane cellulaire ne laisse passer que certains ions à travers des canaux (canaux ioniques). Au repos, les ions potassium (K + ) peuvent traverser facilement la membrane. Au repos également, les ions chlorure (Cl - ) et les ions sodium (Na + ) ont un temps de croisement plus difficile. Les molécules de protéines chargées négativement (A - ) à l'intérieur du neurone ne peuvent pas traverser la membrane. En plus de ces canaux ioniques sélectifs, il existe un pompe qui utilise de l'énergie pour déplacer trois ions sodium hors du neurone pour deux ions potassium qu'il introduit. Enfin, lorsque toutes ces forces s'équilibrent et que la différence de tension entre l'intérieur et l'extérieur du neurone est mesurée, vous avez le potentiel de repos. Le potentiel membranaire au repos d'un neurone est d'environ -70 mV (mV = millivolt) - cela signifie que l'intérieur du neurone est inférieur de 70 mV à l'extérieur. Au repos, il y a relativement plus d'ions sodium à l'extérieur du neurone et plus d'ions potassium à l'intérieur de ce neurone.

Potentiel d'action

Le potentiel de repos raconte ce qui se passe lorsqu'un neurone est au repos. Un potentiel d'action se produit lorsqu'un neurone envoie des informations dans un axone, loin du corps cellulaire. Les neuroscientifiques utilisent d'autres mots, tels qu'un « pic » ou une « impulsion » pour le potentiel d'action. Le potentiel d'action est une explosion d'activité électrique qui est créée par un courant dépolarisant. Cela signifie qu'un événement (un stimulus) amène le potentiel de repos à se déplacer vers 0 mV. Lorsque la dépolarisation atteint environ -55 mV, un neurone déclenche un potentiel d'action. C'est le seuil. Si le neurone n'atteint pas ce seuil critique, aucun potentiel d'action ne se déclenchera. De plus, lorsque le niveau seuil est atteint, un potentiel d'action d'une taille fixe se déclenche toujours. pour un neurone donné, la taille du potentiel d'action est toujours la même. Il n'y a pas de potentiel d'action grand ou petit dans une cellule nerveuse - tous les potentiels d'action ont la même taille. Par conséquent, le neurone n'atteint pas le seuil ou un potentiel d'action complet est déclenché - c'est le principe "TOUT OU AUCUN".

Les potentiels d'action sont provoqués lorsque différents ions traversent la membrane neuronale. Un stimulus provoque d'abord l'ouverture des canaux sodiques. Comme il y a beaucoup plus d'ions sodium à l'extérieur et que l'intérieur du neurone est négatif par rapport à l'extérieur, les ions sodium se précipitent dans le neurone. N'oubliez pas que le sodium a une charge positive, donc le neurone devient plus positif et se dépolarise. Il faut plus de temps pour que les canaux potassiques s'ouvrent. Lorsqu'ils s'ouvrent, le potassium sort de la cellule, inversant la dépolarisation. Également à peu près à ce moment-là, les canaux sodiques commencent à se fermer. Cela fait remonter le potentiel d'action vers -70 mV (une repolarisation). Le potentiel d'action dépasse en fait -70 mV (une hyperpolarisation) car les canaux potassiques restent ouverts un peu trop longtemps. Progressivement, les concentrations d'ions reviennent à des niveaux de repos et la cellule revient à -70 mV.


Types de neurones

Il existe de nombreux types de neurones dans votre corps. Chaque type est spécialisé pour être bon à faire des choses différentes.

Multipolaire les neurones ont un axone et de nombreuses branches dendritiques. Ceux-ci transportent des signaux du système nerveux central vers d'autres parties de votre corps telles que vos muscles et vos glandes.


Unipolaire
Les neurones sont également appelés neurones sensoriels. Ils ont un axone et une dendrite se ramifiant dans des directions opposées du corps cellulaire. Ces cellules transmettent des signaux de l'extérieur de votre corps, tels que le toucher, au système nerveux central.

Bipolaire les neurones ont un axone et une seule branche dendritique. Ils transmettent des signaux d'un neurone à l'autre à l'intérieur du système nerveux central.

Pyramidal les neurones sont nommés d'après la forme de leur corps cellulaire, qui ressemble à une pyramide. Ils ont un axone et deux branches dendrites principales. Ces cellules transmettent des signaux à l'intérieur du cerveau et disent à vos muscles de bouger.

Purkinje les neurones (du nom de l'homme qui les a découverts) se trouvent dans le cervelet, la partie du cerveau qui contrôle l'équilibre, la coordination et la synchronisation des actions. Ils ont un axone et un arrangement de dendrites très dense et compliqué.


Vous voulez améliorer la mémoire ? Renforcez vos synapses. Voici comment

Les signaux électriques se déplacent de la cellule (en haut à droite) le long de l'axone vers la synapse (détail à gauche), où ils sont relayés à travers la fente synaptique vers les cellules voisines sous la forme de produits chimiques appelés neurotransmetteurs.

Newswise — Nourrir les connexions neuronales peut protéger votre mémoire et vous aider à rester mentalement alerte.

Un esprit vif et une mémoire forte dépendent de la vitalité du réseau de neurones interconnectés de votre cerveau, et en particulier des jonctions entre ces neurones appelées synapses. Étant donné que de nombreux changements cérébraux qui accompagnent le vieillissement et les troubles mentaux sont associés à une détérioration ou à une perte de synapses, apprendre des moyens de renforcer et de protéger ces connexions importantes peut vous aider à retarder ou à éviter le déclin cognitif.

Ces résultats apparaissent dans le numéro de février de Mind, Mood and Memory, un bulletin d'information du Massachusetts General Hospital, un centre d'excellence de premier plan dans le domaine de la forme cognitive. (Pour plus d'informations, cliquez sur http://www.mindmoodandmemory.com.)

La synapse est le point de communication entre un neurone et un neurone voisin, une cellule musculaire ou une cellule glandulaire. C'est le site où presque toutes les activités cérébrales importantes émergent. À cet écart entre l'axone de relais de message d'une cellule cérébrale et les dendrites de réception de message de son voisin, des produits chimiques appelés neurotransmetteurs sont libérés et absorbés dans un processus de transmission d'informations qui se propage dans de vastes réseaux de cellules.

Il y a des milliards de synapses dans le cerveau : chacun de nos plus de 100 milliards de neurones peut être connecté à des centaines d'autres cellules par jusqu'à 10 000 synapses. Ensemble, ils forment un instrument complexe et flexible sur lequel se joue la musique de nos pensées, comportements et sentiments.

La recherche a établi que, parmi ses nombreuses fonctions, la synapse joue un rôle important dans l'apprentissage et la mémoire. Les nouvelles informations sont absorbées et conservées par un processus caractérisé par des changements dans les interconnexions synaptiques entre les neurones de l'hippocampe et du cortex cérébral, des régions du cerveau associées à la mémoire. Mais la capacité d'apprendre et de se souvenir, ainsi que d'autres processus mentaux et émotionnels, peut être influencée par les effets du mode de vie et de l'environnement sur les synapses. Des études suggèrent que les neurones qui sont affectés par des facteurs tels que le stress, le manque de stimulation ou les neurotoxines peuvent être entravés dans leur capacité à former de nouveaux modèles de connectivité et peuvent perdre leurs connexions synaptiques. "La psychiatrie traite essentiellement des problèmes cérébraux qui se produisent au niveau synaptique et au niveau des connexions entre les neurones dans différentes régions du cerveau", explique Eric M. Morrow, MD, PhD, instructeur en psychiatrie à la Harvard Medical School et chercheur en neurosciences et génétique au Massachusetts. Hôpital général. « La plupart des médicaments qui ont été développés pour traiter l'humeur et d'autres troubles neuropsychiatriques fonctionnent à ce niveau. que ceux associés à un accident vasculaire cérébral ou à une lésion cérébrale sont effectués par des neurologues.

"Les chercheurs développent des moyens d'étudier les neurotransmetteurs dans la synapse pour mesurer leurs effets sur la plasticité cérébrale (capacité à changer en réponse à l'expérience), l'apprentissage et la mémoire, et découvrir leur association avec des troubles tels que les troubles cognitifs légers (MCI), la maladie d'Alzheimer et la dépression », ajoute-t-il. « Bien que les symptômes associés à la santé mentale ne soient pas subtils, il est difficile de visualiser le fonctionnement du cerveau au niveau de la synapse. Il s'agit d'un problème très difficile mais important. De nouveaux outils sont en route qui pourraient un jour aider les scientifiques à approfondir leur compréhension. de la fonction synaptique."

Comment fonctionne la synapse Les neurones envoient et reçoivent des messages à l'aide de leur axone unique - un filament tubulaire qui conduit les signaux électriques loin de la cellule - et des dendrites - des projections avec une structure arborescente qui reçoivent des signaux d'autres cellules à travers une synapse. Lorsqu'une cellule communique avec une autre, elle envoie une onde d'activité électrique le long de son axone vers l'un des groupes de terminaux présynaptiques, des branches à l'extrémité de l'axone qui sont positionnées à proximité des dendrites d'une cellule voisine.

Dans la plupart des communications cellulaires, une fois qu'un signal atteint la terminaison présynaptique, l'influx nerveux est transformé en un message composé d'un ou plusieurs neurotransmetteurs. Ces neurotransmetteurs sont ensuite libérés dans un espace appelé fente synaptique, où ils relaient leur message en se liant à des récepteurs sur la membrane post-synaptique de la cellule voisine.

Il est généralement admis que l'apprentissage se produit lorsque l'acquisition de nouvelles informations provoque des changements synaptiques, mais les scientifiques ne savent pas encore précisément comment ces changements se produisent. Plusieurs théories ont été proposées. Dans l'une, appelée la théorie de Hebbian, on pense que deux cellules ou systèmes de cellules qui sont activés à plusieurs reprises en même temps auront tendance à devenir « associés », de sorte que l'activité de l'une augmente la probabilité que l'autre devienne actif. On pense que la co-activation répétée des cellules connectées apporte des changements physiques dans le cerveau, tels que le développement de nouvelles synapses entre les neurones ou plusieurs récepteurs dans la membrane post-synaptique, qui conduisent à une mémoire durable.

Une autre théorie attribue l'apprentissage au renforcement des synapses existantes. On pense que le cerveau en développement surproduit des synapses tôt dans la vie. Par la suite, l'expérience, en activant certaines cellules nerveuses à plusieurs reprises et en ignorant d'autres, détermine quelles synapses deviennent matures et stables et lesquelles se fanent dans un processus d'élagage synaptique. Au fil du temps, ce processus ne nous laisse que des synapses hautement fonctionnelles. On pense que l'apprentissage et la mémoire se produisent lorsque la stimulation répétée d'ensembles de neurones renforce la communication entre les synapses, une condition appelée potentialisation à long terme.

Maintenir les synapses en bonne santé Le maintien des cellules cérébrales et des synapses en bon état est essentiel, car les performances mentales dépendent totalement de la santé du réseau complexe de milliards de synapses du cerveau. La détérioration ou la perte de synapses peut entraîner des changements d'humeur et de cognition, et des altérations du fonctionnement du cerveau telles que celles associées aux troubles neurologiques ou au vieillissement.

Le stress est une cause majeure de dysfonctionnement synaptique. La recherche montre qu'une exposition prolongée au stress peut interférer avec la fonction des neurotransmetteurs. Des quantités excessives de glutamate, un neurotransmetteur excitateur, peuvent s'accumuler dans la synapse. À des concentrations élevées, le glutamate devient une toxine qui peut interférer avec l'apprentissage et endommager les cellules des régions de mémoire du cerveau. Des recherches présentées lors de la convention de l'American Psychological Association en 2006 suggèrent que le stress répété remodèle le cerveau et provoque le rétrécissement des neurones de l'hippocampe et du cortex préfrontal. Le stress peut également conduire à la dépression, qui est associée à des troubles de la mémoire.

Un certain nombre d'études suggèrent que le manque de stimulation est associé à un nombre réduit de connexions synaptiques dans le cerveau, un facteur qui peut augmenter la vulnérabilité à la maladie d'Alzheimer (MA). Par exemple, les scientifiques qui ont utilisé un microscope électronique pour comparer les tissus cérébraux post-mortem du cortex préfrontal de 16 sujets ont découvert que ceux dont les professions nécessitaient plus de compétences ou d'éducation avaient 17% de synapses en plus pour chaque neurone que ceux avec moins d'éducation. Une autre étude suggère que les personnes âgées qui aiment une variété d'activités intellectuellement stimulantes (comme jouer d'un instrument de musique, résoudre des énigmes ou lire) ont un risque plus faible de développer une démence. On pense que le plus grand nombre d'interconnexions neuronales associées à une activité intellectuelle régulière peut fournir une assurance supplémentaire contre le déclin cognitif. Les synapses sont également vulnérables aux neurotoxines. La consommation excessive d'alcool, l'exposition à certains pesticides et métaux lourds, ainsi qu'à des médicaments tels que la phencyclidine (PCP) et la kétamine peuvent entraîner des problèmes de mémoire et une perte synaptique. La toxine de la bactérie responsable du botulisme toxique agit directement sur les synapses en bloquant la transmission des neurotransmetteurs, tout comme la toxine mortelle curare.

Suivre ces conseils peut vous aider à garder votre esprit actif et alerte en protégeant et en renforçant vos synapses :

1. Réduire le stress : Prévoyez du temps pour les activités de loisirs. Apprenez des techniques de relaxation comme la méditation. Réduisez les responsabilités inutiles et évitez les excès de planification.2. Stimulez votre cerveau : évitez la routine. Vivez de nouvelles expériences sensorielles. Défiez votre esprit et votre corps avec de nouvelles situations. 3. Exercice : une marche rapide ou un autre entraînement cardiovasculaire oxygène le cerveau et favorise les facteurs de croissance du cerveau.4. Mettez votre esprit au défi : abordez des énigmes, des jeux et des tâches intellectuelles exigeantes. Faites un effort pour apprendre de nouvelles informations à travers les cours ou la lecture5. Restez en bonne santé : Adoptez un régime alimentaire nutritif, dormez suffisamment, évitez de fumer et, si vous consommez de l'alcool, buvez avec modération.


Le système nerveux central (SNC) : les neurones à l'intérieur du cerveau

Figure 1.4.2 : Le système nerveux central

Les Système nerveux central, ou SNC en abrégé, est composé du cerveau et de la moelle épinière (voir Figure 1.4.2).Le SNC est la partie du système nerveux qui est enfermée dans l'os (le cerveau est protégé par le crâne et la moelle épinière est protégée par la colonne vertébrale). Il est appelé &ldquocentral&rdquo car ce sont le cerveau et la moelle épinière qui sont principalement responsables du traitement des informations sensorielles &mdashtoucher un poêle chaud ou voir un arc-en-ciel, par exemple&mdashand envoyer des signaux au système nerveux périphérique pour l'action. Il communique en grande partie en envoyant des signaux électriques à travers des cellules nerveuses individuelles qui constituent les éléments constitutifs fondamentaux du système nerveux, appelés neurones. Il y a environ 100 milliards de neurones dans le cerveau humain et chacun a de nombreux contacts avec d'autres neurones, appelés synapses (Brodal, 1992).

Si nous pouvions agrandir une vue de neurones individuels, nous verrions qu'il s'agit de cellules constituées de parties distinctes (voir Figure 1.4.3). Les trois composants principaux d'un neurone sont les dendrites, le soma et l'axone. Les neurones communiquent entre eux en recevant des informations via le dendrites, qui fait office d'antenne. Lorsque les dendrites transmettent cette information au soma, ou corps cellulaire, il s'accumule comme un signal électrochimique. Cette partie électrique du signal, appelée potentiel d'action abat le axone, une longue queue qui s'éloigne du soma et se dirige vers le prochain neurone. Lorsque les gens parlent de « ldquonerves » dans le système nerveux, cela fait généralement référence à des faisceaux d’axones qui forment de longs fils neuronaux le long desquels les signaux électriques peuvent voyager. La communication de cellule à cellule est facilitée par le fait que l'axone est recouvert d'un gaine de myéline&mdasha couche de cellules graisseuses qui permet au signal de voyager très rapidement de neurone à neurone (Kandel, Schwartz & Jessell, 2000)

Figure 1.4.3 : Les parties d'un neurone

Si nous devions zoomer encore plus loin, nous pourrions examiner de plus près la synapse, l'espace entre les neurones (voir Figure 1.4.4). Ici, nous verrions qu'il existe un espace entre les neurones, appelé le écart synaptique. Pour vous donner une idée de l'échelle, nous pouvons comparer l'écart synaptique à l'épaisseur d'un centime, la plus fine de toutes les pièces américaines (environ 1,35 mm). Vous pourriez empiler environ 70 000 trous synaptiques dans l'épaisseur d'une seule pièce !

En tant que potentiel d'action, le signal électrique atteint l'extrémité de l'axone, de minuscules paquets de produits chimiques, appelés neurotransmetteurs, sont libérés. C'est la partie chimique du signal électrochimique. Ces neurotransmetteurs sont les signaux chimiques qui voyagent d'un neurone à l'autre, leur permettant de communiquer entre eux. Il existe de nombreux types de neurotransmetteurs et chacun a une fonction spécialisée. Par exemple, la sérotonine affecte le sommeil, la faim et l'humeur. La dopamine est associée à l'attention, à l'apprentissage et au plaisir (Kandel & Schwartz, 1982)

Figure 1.4.4 : Une vue de la synapse entre les neurones

Il est étonnant de réaliser que lorsque vous pensez&mdash lorsque vous tendez la main pour prendre un verre d'eau, lorsque vous réalisez que votre meilleur ami est heureux, lorsque vous essayez de vous souvenir du nom des parties d'un neurone&mdash, ce que vous ressentez est en fait électrochimique des impulsions jaillissent entre les nerfs !


Neurosciences pour les enfants

Le corps humain est composé de milliers de milliards de cellules. Les cellules du système nerveux, appelées cellules nerveuses ou neurones, sont spécialisés pour véhiculer des "messages" par un procédé électrochimique. Le cerveau humain compte environ 86 milliards de neurones. Pour savoir comment les neurones transmettent des messages, lisez sur le potentiel d'action.

Les neurones se présentent sous différentes formes et tailles. Certains des plus petits neurones ont des corps cellulaires qui ne mesurent que 4 microns de large. Certains des plus gros neurones ont des corps cellulaires de 100 microns de large. (Rappelez-vous que 1 micron est égal à un millième de millimètre !).

Les neurones sont similaires aux autres cellules du corps parce que :

  1. Les neurones sont entourés d'une membrane cellulaire.
  2. Les neurones ont un noyau qui contient des gènes.
  3. Les neurones contiennent du cytoplasme, des mitochondries et d'autres organites.
  4. Les neurones exécutent des processus cellulaires de base tels que la synthèse des protéines et la production d'énergie.

Cependant, les neurones diffèrent des autres cellules du corps parce que :

  1. Les neurones ont des parties cellulaires spécialisées appelées dendrites et axones. Les dendrites transmettent des signaux électriques au corps cellulaire et les axones retirent des informations du corps cellulaire.
  2. Les neurones communiquent entre eux par un processus électrochimique.
  3. Les neurones contiennent des structures spécialisées (par exemple, des synapses) et des produits chimiques (par exemple, des neurotransmetteurs).

Le neurone

Une façon de classer les neurones est le nombre d'extensions qui s'étendent à partir du corps cellulaire du neurone (soma).


Neurones bipolaires ont deux processus s'étendant du corps cellulaire (exemples : cellules rétiniennes, cellules de l'épithélium olfactif).


Cellules pseudo-unipolaires (exemple : cellules ganglionnaires de la racine dorsale). En fait, ces cellules ont 2 axones plutôt qu'un axone et une dendrite. Un axone s'étend au centre vers la moelle épinière, l'autre axone s'étend vers la peau ou le muscle.


Neurones multipolaires ont de nombreux processus qui s'étendent du corps cellulaire. Or, chaque neurone ne possède qu'un seul axone (exemples : motoneurones spinaux, neurones pyramidaux, cellules de Purkinje).

Les neurones peuvent également être classés par la direction dans laquelle ils envoient des informations.

  • Neurones sensoriels (ou afférents) : envoyer des informations à partir de récepteurs sensoriels (par exemple, dans la peau, les yeux, le nez, la langue, les oreilles) VERS le système nerveux central.
  • Neurones moteurs (ou efférents) : Envoyer une information UNE FAÇON du système nerveux central aux muscles ou aux glandes.
  • Interneurones : envoyer des informations entre les neurones sensoriels et les motoneurones. La plupart des interneurones sont situés dans le système nerveux central.

Consultez la Galerie des neurones pour voir quelques photos de vrais neurones ou "Sidewalk Cells" pour voir des photographies de neurones dans la rue.

Il existe plusieurs différences entre les axones et les dendrites :

  • Retirer des informations du corps cellulaire
  • Surface lisse
  • Généralement seulement 1 axone par cellule
  • Pas de ribosomes
  • Peut avoir de la myéline
  • Branche plus éloignée du corps cellulaire
  • Apporter des informations au corps cellulaire
  • Surface rugueuse (épines dendritiques)
  • Habituellement beaucoup de dendrites par cellule
  • Avoir des ribosomes
  • Pas d'isolation en myéline
  • Branche près du corps cellulaire

Qu'y a-t-il à l'intérieur d'un neurone ? Un neurone a plusieurs des mêmes organites comme les mitochondries, le cytoplasme et un noyau, comme d'autres cellules du corps.

  • Noyau - contient du matériel génétique (chromosomes) comprenant des informations pour le développement cellulaire et la synthèse des protéines nécessaires à l'entretien et à la survie des cellules. Recouvert d'une membrane.
  • Nucléole - produit des ribosomes nécessaires à la traduction de l'information génétique en protéines
  • Corps Nissl - des groupes de ribosomes utilisés pour la synthèse des protéines.
  • Réticulum endoplasmique (RE) - système de tubes pour le transport de matériaux au sein du cytoplasme. Peut avoir des ribosomes (RE rugueux) ou pas de ribosomes (RE lisse). Avec les ribosomes, le RE est important pour la synthèse des protéines.
  • Appareil de Golgi - structure liée à la membrane importante dans l'emballage des peptides et des protéines (y compris les neurotransmetteurs) dans des vésicules.
  • Microfilaments/Neurotubules - système de transport de matériaux à l'intérieur d'un neurone et peut être utilisé comme support structurel.
  • Mitochondries - produire de l'énergie pour alimenter les activités cellulaires.

Le saviez-vous?

Les neurones sont les cellules les plus anciennes et les plus longues du corps ! Vous avez plusieurs des mêmes neurones pendant toute votre vie. Bien que d'autres cellules meurent et soient remplacées, de nombreux neurones ne sont jamais remplacés lorsqu'ils meurent. En fait, vous avez moins de neurones lorsque vous êtes vieux que lorsque vous êtes jeune. D'autre part, des données publiées en novembre 1998 montrent que dans une zone du cerveau (l'hippocampe), de nouveaux neurones PEUVENT se développer chez l'homme adulte.

Les neurones peuvent être assez gros - dans certains neurones, tels que les neurones corticospinaux (du cortex moteur à la moelle épinière) ou les neurones afférents primaires (neurones qui s'étendent de la peau à la moelle épinière et jusqu'au tronc cérébral), peuvent mesurer plusieurs pieds de long !


Que font les synapses

Lorsqu'un signal nerveux atteint la fin du neurone, il ne peut pas simplement continuer à la cellule suivante. Au lieu de cela, il doit déclencher la libération de neurotransmetteurs qui peuvent ensuite transporter l'impulsion à travers la synapse jusqu'au neurone suivant.

Une fois qu'une impulsion nerveuse a déclenché la libération de neurotransmetteurs, ces messagers chimiques traversent le minuscule espace synaptique et sont captés par des récepteurs à la surface de la cellule suivante.

Ces récepteurs agissent un peu comme un verrou, tandis que les neurotransmetteurs fonctionnent un peu comme des clés. Les neurotransmetteurs peuvent exciter ou inhiber le neurone auquel ils se lient.

Pensez au signal nerveux comme au courant électrique et aux neurones comme à des fils. Les synapses seraient les prises ou les boîtes de jonction qui connectent le courant à une lampe (ou à un autre appareil électrique de votre choix), permettant à la lampe de s'allumer.


Neurone multipolaire : fonctions, types, anatomie

Les neurones multipolaires Il s'agit d'un type de neurones caractérisés par un noyau, un axone et un grand nombre de dendrites. La morphologie que présentent ces cellules leur permet d'intégrer une grande quantité d'informations et de se connecter à une grande variété de neurones cérébraux.

En ce sens, les neurones multipolaires se distinguent comme étant les neurones les plus abondants au sein du système nerveux central. De même, ces cellules comprennent à la fois des motoneurones et des interneurones.

Cet article passe en revue les principales propriétés des neurones multipolaires. Leurs types et leurs fonctions sont discutés, ainsi que les régions cérébrales dans lesquelles ils se trouvent.